Młody Technik
Dlaczego właśnie poziome?FotkiTechnoŚciągawkaMapa kontaktówWystawy, targi, imprezy
ArchiwumStrona głównaProducenciGdzie By Tu jeszczeForumGościeAutor

MT 12/91 str.16-20

MAJSTERKOWICZE
HIGH-TECH


Marek Utkin

Autor na 'Kingcycle'   W zeszłym roku, na przełomie października i listopada, zostałem zaproszony do Wielkiej Brytanii przez Prince's Trust, fundację, której patronem jest Książę Walii. Celem tej organizacji jest ułatwianie wzajemnych kontaktów pomiędzy młodymi (mniej lub więcej) ludźmi z Wlk. Brytanii, a osobami z innych krajów, prezentującymi zbliżony światopogląd i zainteresowania.
  Dzięki tej wizycie miałem okazję obejrzeć oraz wypróbować rowery (zarówno poziome, jak i konwencjonalne), będące supernowościami tak pod względem myśli konstrukcyjno-projektowej, jak i technologii.
  Przygoda ta rozpoczęła się dosyć niewinnie w Londynie. Ian Sheen, jeden z lepszych zawodników BHPC (British Human Power Club, Brytyjski Klub Napędu Mięśniowego), a mój przyjaciel, zaprosił mnie do wypróbowania jego Speedy'ego oraz jednośladu poziomego - nowej konstrukcji Mike'a Burrowsa.
  O Speedy'm pisałem w "MT" już wcześniej (nr 3/86), lecz jest to konstrukcja na tyle interesująca, że warto ją przybliżyć Czytelnikom raz jeszcze, tym razem z punktu widzenia technologii. Ten trójkołowiec, o oficjalnej nazwie Windcheetah SL (Street Legal) pojawił się po raz pierwszy na zawodach w Brighton w 1981 r. i od razu zwrócił na siebie uwagę tak widzów, jak i sędziów dzięki swej wysokiej zwrotności i prostocie konstrukcji. Jego rama wykonana jest praktycznie z dwóch rur z lotniczego duraluminium. Rura główna, o średnicy 2 cali, wygięta jest w dwóch punktach ku górze, a w jej końcach osadzono odlewane z siluminu obejmy łożysk mechanizmu korbowego i tylnego koła (zamocowanego jednostronnie na specjalnej osi). Przed wklejeniem tych elementów nasuwa się jeszcze na rurę główną krzyżak zasadniczą część, mocującą podzieloną na połowy belkę przedniego mostu duralową rurę o średnicy 1 1/2 cala. Zarówno krzyżak, jak i końcówki zwrotnic oraz obejma mocująca oparcie siedziska wykonane są metodą odlewania z siluminu i wklejane stosowanym w lotnictwie klejem Permabond.
  Na tej pozornie prostej, krzyżowej konstrukcji jest osadzony kubełkowy fotel z laminatu epoksydowo-szklanego. Ciche i pewne prowadzenie łańcucha zapewniają rolki z poliamidu na łożyskach maszynowych, zaś sterujący joystick można odłożyć do przodu lub w bok dzięki przegubowi Kardana, wykonanemu również z poliamidu. Krótką drogę hamowania, także i w czasie deszczu, zapewniają bębnowe hamulce, osadzone na półosiach.
Burrows Recumbent 'UFO' lana Sheena - widoczna osłona tylnego koła z folii termokurczliwej, przez folię rozpoznawalny hamulec bębnowy. Widoczny również hamulec przedni zainstalowany od tylnej strony widelca   Jednoślad, nazwany przez Iana UFO, został wykonany przez autora Speedy'ego, Mike'a Burrowsa jako jednośladowy Speedy. Burrows Recumbent (recumbent - rower poziomy), bo tak brzmi jego oficjalna nazwa, został zbudowany z pełnym zastosowaniem części od Speedy'ego obejmy łożysk, wsporniki siedziska i rolki prowadzące łańcuch nie wymagały żadnych przeróbek konstrukcyjnych. Główna rura ramy to również typ znany ze Speedy'ego, ale wyginanie było tu zbędne. W niej, w odpowiedniej odległości od przodu został wyfrezowany otwór, w którym osadzono i przyspawano elektrycznie w osłonie argonowej rurkę, w którą wtłoczono łożyska widelca.
  Tylne, jednostronnie mocowane koło zostało wyposażone w hamulec bębnowy, zaś widelec przedniego koła został spreparowany z widelca od roweru wyścigowego.
  Na koniec na tylne koło została założona osłona z folii termokurczliwej w celu zmniejszenia oporów powietrza. Burrows Recumbent w obecnej wersji daje się w porównaniu z prototypem dobrze prowadzić łożyska kierownicy prototypu były osadzone w specjalnym odlewie oraz miał on jednostronny widelec z przodu, co nie zapewniało jednośladowości.
  Z Londynu pojechałem do Bourne End w Buckinghamshire, aby spotkać się z Johnem Kingsbury, sekretarzem BHPC oraz współautorem m.in. "Fasoli" (Bean) pojazdu. który 8 września'90 w ciągu godziny napędzany przez kolarza klubowego Pata Kincha - przejechał 75,558 km.
  Fasola ("MT" 3/86, Kalendarz "MT" '89) nie jest jedynym pojazdem, wykonanym przez Johna Kingsbury i jego syna Milesa.
Autor na 'Kingcycle' po praktycznej próbie jazdy, na ulicy o właściwej nazwie 'Progress Road' - ulica Postępu   Pojazdy napędzane mięśniowo były początkowo rodzajem hobby (John i Miles są właścicielami firmy robiącej teksty dla potrzeb telewizji - teletext itp.), lecz obecnie Miles rozpoczął komercyjne wytwarzanie krótkich jednośladów o nazwie Kingcyce, o bardzo prostej i przejrzystej konstrukcji. Rama składa się z dwóch rur o przekroju soczewkowym, wykonanych ze stali chromowo-molibdenowej, połączonych w formie litery "A". Czubek litery stanowi łącznik mechanizmu korbowego (suport), poprzeczkę dwie płytki, przez które przechodzi rurka z łożyskowaniem widelca, zaś nóżki "A" kończą się hakami tylnego koła.
 Kingcycle jest jednak pojazdem w miarę normalnym z wyjątkiem materiałów wysokiej klasy i bardzo czytelnego, przejrzystego rozwiązania przypomina inne rowery poziome o tej konfiguracji. Na miano najdziwniejszego lub najbardziej zaawansowanego konstrukcyjnie zasługuje inny pojazd Kingsburych: Kingcycle Fortuna.
'Fortuna' i jego autorzy - John i Miles Kingsbury. Syn - którego Miles trzyma na rękach - jeszcze nie zdążył wykonać żadnego pojazdu...   Jest to czterokołowiec, zwarty i nieduży. przypominający z wyglądu nieco "bumper cars" samochodziki do zderzania znane z wesołych miasteczek. Pod laminatową obudową kryje się jednak ruchome laboratorium wypróbowywane są tam mechanizmy, które znajdą zastosowanie w następnych, być może rekordowych konstrukcjach.
'Fortuna'   Fortuna ma hamulce działające na cztery koła, skręca czterema kołami, cztery koła mają niezależne zawieszenie, napędzane ma tylko dwa (ale za to przednie), w dodatku za pomocą mechanizmu wahadłowego.
'Fortuna'   Z tych wszystkich urządzeń najbardziej innowacyjnym jest właśnie napęd - sterowanie, hamowanie i resorowanie czterech kół "zdarza się" np. w samochodach, zaś o napęd linearny lub wahadłowy połamały sobie zęby pokolenia konstruktorów rowerów, od XIX w. poczynając. Problemem w tym przypadku jest uzyskanie sinusoidalnego charakteru wytwarzania mocy - takiego, jak w rowerze z konwencjonalnym napędem korbowym. Pozwala to na unikanie strat energii, w przeciwieństwie do dźwigni, które wyhamowując na dobiegu powodują marnotrawienie sił cyklisty. Korba przekładni rowerowej kończy swój "bieg" nie zatrzymując się, lecz zmieniając kierunek. co rozwala na zachowanie energii i zgromadzonej w rozpędzonych masach nóg cyklisty oraz samego mechanizmu. Przy okazji w czasie pedałowania sinusoidalnie rośnie i maleje siła i prędkość - każdy, kto jeździł na rowerze przeknał się o istnieniu martwych punktów (gdy korba jest w takiej pozycji, to niemal nie sposób ruszyć) i punktów najsilniejszego nacisku.
'Fortuna' - widoczne dźwignie mechanizmu napędowego, przymocowane do nich mimośrody, mocowanie łańcucha (na bolcu przed przednią osią) i rolki prowadzące łańcuch do drugiej korby. Dzięki krótkiej podziałce (6 mm) łańcuch daje się skręcić o 90' w osi podłużnej bez specjalnych ogniw.   John i Miles odwrócili problem i zastosowali mimośrodowe prowadzenie łańcucha (a raczej łańcuchów), co pozwoliło na płynną zmianę przełożenia w trakcie każdego suwu napędowego, a zatem na uzyskanie charakterystyki napędu zbliżonej do konwencjonalnego, z jednym wszakże wyjątkiem: w miejscu, gdzie kadłub większości pojazdów jest rozdęty, aby zmieścić mechanizm korbowy, w Fortunie znajduje się elegancka, spadzista "maska" jeśli stosować terminologię samochodową.
Fortuna z podniesioną obudową - widoczne jest działanie dźwigni sterujących - kąty skrętu przednich i tylnych kół się sumują. Wolnobiegowe mechanizmy napędowe kół przednich połączone są wałkiem Kardana, co zapewnia równomierny napęd i niezrywanie przyczepności przez koło, do którego napęd jest przykładany. Podłoga pojazdu wykonana jest z Fibrelamu. płyty kompozytowej, składającej się z wypełniacza ulowego (z papieru aramidowego) i laminatu szklanego na powierzchni. Jest ona na tyle sztywna, że można na niej stawać   Nawet łańcuchy zastosowane w Fortunie nie są normalne podziałka ich ogniw wynosi 6 mm, czyli mniej niż połowę tego, co w normalnych rowerach. Oczywiście z niekonwencjonalnym, przemysłowym łańcuchem muszą współpracować specjalne koła łańcuchowe. Wykonanie tych jednak nie było szczególnym problemem, gdyż już 8 lat temu John i Miles kupili dla swego "hobbistycznego warsztatu" starą frezarkę ze zmodernizowanej fabryki, zaś dwa lata temu, na Gwiazdkę - nowoczesną, dużą frezarkę sterowaną komputerowo...
- To była świetna zabawa - jak powiedział John. Zabawa czy nie - Kingcycle Fortuna zdobył I miejsce za innowacyjność na Europejskich Mistrzostwach HPV w Emmen (Holandia) w 1990 r.
Pierwszy kompozytowy rower Mike'a Burrowsa - widoczna dźwignia sterująca hamulcem na końcu kierownicy i otwór do przepuszczenia łańcucha w ramie.   Po następnych kilku dniach, spędzonych u następnego przyjaciela, próbach "zamordowania" jego Trice'a (komercyjnie produkowany trójkołowiec, "MT" 10/89) i wizycie w Loughborough University, znalazłem się w Norwich, gdzie mieszka Mike Burrows, w jednej osobie prezes BHPC, projektant rowerów i właściciel firmy produkującej maszyny paczkujące (takie maszyny przydają się np. w razie konieczności posortowania 4 ciężarówek bilonu z londyńskich telefonów na dobę).
Drugi kompozytowy rower Mike'a Burrowsa - widoczne zewnętrzne prowadzenie łańcucha i mocowanie kompozytowej korby do osi mechanizmu suportowego.   Gdy przybyłem do firmy Burrows Engineering, Mike właśnie skończył instalowanie zawieszenia do Speedy'ego Richarda Ballantine (autora najbardziej znanej w Wlk. Brytanii i USA książki o rowerach). Dla Richarda zgromadził również swoje najnowsze rowery z ramami z kompozytów, aby zawieźć je do studia fotograficznego i zrobić zdjęcia do "nowej pięknej książki o nowych, pięknych rowerach".
Widoczna linka sterująca hamulcem i uchwyt kierownicy, służący do jej poruszania.   Projektując swe rowery, Mike trzymał się tej samej zasady, która pomagała mu projektować z powodzeniem pojazdy tak udane, jak Speedy: "to nie długość górnej rury ramy przeszkadza cykliście jeździć z prędkością 100 km/h, lecz opór powietrza". Sztywna rama jest oczywiście pożądana, chociaż bardzo niewielka moc pochłaniana jest przez odkształcenia.
  Pracując z kompozytami można się przekonać, iż łatwo jest zrobić płaską płytę, lecz bardziej skomplikowany kształt wykonany z kompozytów może się okazać cięższy od analogicznego stalowego. To oczywiście narzuciło przyjęcie filozofii "myślenia tworzywem".
  Pierwszy kompozytowy rower Mike'a chociaż nie przypominał konwencjonalnych rurowych konstrukcji miał koło tylne zawieszone dwustronnie, w rodzaju widełek. Z mechanicznego punktu widzenia było to rozwiązanie jak najbardziej poprawne, ale niezwykle trudne do wykonania. Jednostronny widelec przedniego koła został wykonany z duraluminium i nadano mu aerodynamiczny kształt tak jak i ramionom kierownicy osadzonym w standardowym wsporniku.
  Drugi rower otrzymał koło tylne z piastą do jednostronnego zamocowania dzięki czemu osiągnięto zysk na masie, aerodynamice, prostocie wytwarzania i zakładaniu łańcucha.
  Widelec również jednostronny, został tym razem wykonany z włókien węglowych o wysokiej gęstości jako monolityczny element z kierownicą. Umożliwiło to schowanie łożysk widelca w przedniej części ramy i wkomponowanie w nią cyklokomputera. Hamulcowa piasta przedniego koła została wykonana z duralu z przykrywką wymodelowaną z kompozytu węglowego. Hamulec uruchamia się obrotem prawego uchwytu kierownicy.
  Korby pedałów tak jak i zespół widelca z kierownicą zrobiono z włókien węglowych przesyconych żywicą epoksydową i utwardzonych pod dużym naciskiem w celu zagęszczenia, zaś koło łańcuchowe zostało wykonane z płyty izolacyjnej znanej w Polsce jako tekstolit. Zastosowany łańcuch mą podziałkę 8 mm, co pozwoliło na 30-procentową oszczędność na masie samego układu napędowego w porównaniu z konwencjonalnym.
'Radical' - nowa wersja roweru górskiego. Wszystkie linki sterujące przerzutek i hamulców ukryte są w ramie.   Trzeci z kompozytowych rowerów Mike'a to Radical zbudowany z ramą o formie krzyżowej, zbliżonej do rozpowszechnionych ostatnio rowerów o konfiguracji bez poziomych widełek. Dżwignia do przenoszenia siły na tylny hamulec - dzięki niej unika się nadmiernego wyginania linki i strat sprawności. Zastosowane hamulce mają urządzenie do serwowspomagania, aktywowane przez ruch koła. Dzięki temu łańcuch nie "zagryza się" pomiędzy oponą a widełkami, zaś całość jest prostsza do wykonania w technice kompozytowej. Poza tym, porównując z poprzednio wymienionymi rowerami - ten przedstawia się niemal normalnie...

 


Copyright © by Marek Utkin 1996 -- 2002. Wszelkie prawa zastrzeżone,
kopiowanie i publikacja w całości i fragmentami WYŁĄCZNIE po uzyskaniu zgody
Autora oraz za podaniem źródła.